最長回文字串(manacher演算法)

2021-06-26 09:18:59 字數 2185 閱讀 1824

資料**網路 參見:

問題描述:

輸入乙個字串,求出其中最大的回文子串。子串的含義是:在原串中連續出現的字串片段。回文的含義是:正著看和倒著看相同,如abba和yyxyy。

解析:

這裡介紹o(n)回文子串(manacher)演算法

演算法基本要點:首先用乙個非常巧妙的方式,將所有可能的奇數/偶數長度的回文子串都轉換成了奇數長度:在每個字元的兩邊都插入乙個特殊的符號。比如 abba 變成 #a#b#b#a#, aba變成 #a#b#a#。 為了進一步減少編碼的複雜度,可以在字串的開始加入另乙個特殊字元,這樣就不用特殊處理越界問題,比如$#a#b#a#。

下面以字串12212321為例,經過上一步,變成了 s = "$#1#2#2#1#2#3#2#1#";

然後用乙個陣列 p[i] 來記錄以字元s[i]為中心的最長回文子串向左/右擴張的長度(包括s[i]),比如s和p的對應關係:

s     #  1  #  2  #  2  #  1  #  2  #  3  #  2  #  1  #

p     1   2  1  2  5   2  1  4   1  2  1  6   1  2   1  2  1

(p.s. 可以看出,p[i]-1正好是原字串中回文串的總長度)

下面計算p[i],該演算法增加兩個輔助變數id和mx,其中id表示最大回文子串中心的位置,mx則為id+p[id],也就是最大回文子串的邊界。

這個演算法的關鍵點就在這裡了:如果mx > i,那麼p[i] >= min(p[2 * id - i], mx - i)。

具體**如下:

if(mx >i)

else

當 mx - i > p[j] 的時候,以s[j]為中心的回文子串包含在以s[id]為中心的回文子串中,由於 i 和 j 對稱,以s[i]為中心的回文子串必然包含在以s[id]為中心的回文子串中,所以必有 p[i] = p[j],見下圖。

當 p[j] > mx - i 的時候,以s[j]為中心的回文子串不完全包含於以s[id]為中心的回文子串中,但是基於對稱性可知,下圖中兩個綠框所包圍的部分是相同的,也就是說以s[i]為中心的回文子串,其向右至少會擴張到mx的位置,也就是說 p[i] >= mx - i。至於mx之後的部分是否對稱,就只能乙個乙個匹配了。

對於 mx <= i 的情況,無法對 p[i]做更多的假設,只能p[i] = 1,然後再去匹配了

下面給出原文,進一步解釋演算法為線性的原因

源**:

#include #include 

#include

using

namespace

std;

void findbmstr(string

str)

else

while(str[i - p[i]] == str[i +p[i]])

p[i]++;

if(i + p[i] >mx)

}int max = 0

, ii;

for(int i = 1; i < str.size(); i++)

}max--;

int start = ii -max ;

int end = ii +max;

for(int i = start; i <= end; i++)

}cout

<

delete p;

}int

main()

cout

<< str0 <

findbmstr(str0);

return0;

}

執行結果:

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